Question

7．NaC1O₂是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產工藝如圖：

（1）寫出“反應”步驟中生成ClO₂的化學方程式：2NaC1O₃+SO₂+H₂SO₄=2ClO₂+2NaHSO₄．
（2）“電解”中陰極反應的主要產物是ClO₂^-（或NaC1O₂）．
（3）“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg²⁺和Ca²⁺，要加入的試劑分別為NaOH溶液、Na₂CO₃溶液（填化學式）．
（4）“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO₂．寫出“尾氣吸收”的離子方程式：2ClO₂+2OH^-+H₂O₂=2C1O₂^-+O₂+2H₂O．此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為2：1．
（5）“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl₂的氧化能力．NaClO₂的有效氯含量為1.57g（計算結果保留兩位小數）．

Answer 1

分析 由制備流程可知，NaClO₃和SO₂在H₂SO₄酸化條件下生成ClO₂，其中NaClO₃是氧化劑，回收產物為NaHSO₄，說明生成硫酸氫鈉，且產生ClO₂，根據電子守恒可知，此反應的化學方程式為2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂，選擇NaOH除去食鹽水中的Mg²⁺，選擇碳酸鈉除去食鹽水中的Ca²⁺，然后電解裝置中陰極ClO₂得電子生成ClO₂^-，陽極Cl^-失電子生成Cl₂，含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO₂，產物為ClO₂^-，最后NaClO₂溶液結晶、干燥得到產品，以此來解答．

解答 解：（1）“反應”步驟中生成ClO₂的化學方程式為2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2NaHSO₄+2ClO₂，
故答案為：2NaC1O₃+SO₂+H₂SO₄=2ClO₂+2NaHSO₄；
（2）由分析可知電解裝置中陰極ClO₂得電子生成ClO₂^-，陽極Cl^-失電子生成Cl₂，
故答案為：ClO₂^-（或 NaC1O₂）；
（3）食鹽溶液中混有Mg²⁺ 和Ca²⁺，可以利用過量NaOH溶液除去Mg²⁺，利用過量Na₂CO₃溶液除去Ca²⁺，
故答案為：NaOH；Na₂CO₃；
（4）含過氧化氫的氫氧化鈉溶液吸收ClO₂，“尾氣吸收”的離子方程式為2ClO₂+2OH^-+H₂O₂=2C1O₂^-+O₂+2H₂O，此反應中ClO₂為氧化劑，H₂O₂為還原劑，氧化劑和還原劑的物質的量之比為2：1，
故答案為：2ClO₂+2OH^-+H₂O₂=2C1O₂^-+O₂+2H₂O；2：1；
（5）1gNaClO₂的物質的量$\frac{1g}{90.5g/mol}$=$\frac{1}{90.5}mol$，依據電子轉移數目相等，NaClO₂～Cl^-～4e^-，Cl₂～2Cl^-～2e^-，可知氯氣的物質的量為$\frac{1}{90.5}×4×\frac{1}{2}$mol=$\frac{2}{90.5}$mol，則氯氣的質量為$\frac{2}{90.5}mol×$×71g/mol=1.57g，
故答案為：1.57．

點評 本題考查了物質制備的實驗方法分析、氧化還原反應概念分析和電子轉移的計算、注意物質性質的理解應用，題目難度中等．